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Résumé

La mondialisation et les changements globaux actuels ont un impact considérable sur la distribution des espèces et la composition des communautés. Lorsque ces espèces sont impliquées dans une interaction hôte-parasite les changements dans leur répartition peuvent entraîner la (ré)émergence de maladies infectieuses. La fasciolose, maladie causée par les grandes douves du foie (Fasciola hepatica et Fasciola gigantica) est réémergente dans de nombreux points du globe. Il est difficile de mettre en place des programmes de contrôle parce que (1) les hôtes intermédiaires, des mollusques d’eau douce de la famille des Lymnaeidae, sont composés d’un groupe d’espèces cryptiques difficilement identifiables et (2) plusieurs espèces impliquées dans cette maladie sont invasives. L’objectif de cette thèse était d’étudier les facteurs écologiques et évolutifs à large échelle de l’interaction entre la grande douve du foie et ses hôtes intermédiaires susceptibles de favoriser une (ré)émergence de la fasciolose. J’ai, dans un premier temps, développé des approches moléculaires pour reconnaître les espèces cryptiques tant du côté de la grande douve du foie que du côté des Lymnaeidae. L’utilisation d’une des techniques développées sur Galba schirazensis, Galba cubensis et Galba truncatula, trois espèces de limnées, m’a permis d’identifier leur distribution respective et de modéliser leur niches bioclimatiques grâce à l’utilisation de modèles de niches écologiques. Cette approche de modélisation de niches permet d’inférer la distribution potentielle des trois espèces et nous amène à discuter des avantages potentiels de ces modèles dans la gestion de la fasciolose. Dans un second temps, je me suis intéressée à la structuration de la diversité génétique chez des espèces invasives du système grande douve du foie-limnée, par des approches de génétique des populations et de phylogénie. J’ai pu retracer l’histoire de colonisation, les dynamiques démographiques et le système de reproduction chez P. columella, G. schirazensis et G. cubensis. J’ai montré que ces trois espèces font préférentiellement de l’autofécondation entraînant des pertes drastiques de diversité génétique sur le front d’invasion. G. cubensis présente cependant une coexistence de plusieurs génotypes dans les aires anciennement colonisées. Les différences génétiques entre ces trois espèces sont discutées à la lumière de ce qu’on sait de leur écologie. Enfin ces résultats m’ont permis de discuter de l’avantage de l’autofécondation en cas d’invasion biologique. Pour conclure, l’invasion par ces populations d’hôtes intermédiaires dépourvus de diversité génétique pourrait représenter un risque épidémiologique. En effet un parasite a plus de probabilité de circuler dans une population hôte clonale que dans une population polymorphe. Cette thèse fait le lien entre écologie, interactions hôtes-parasites et génétique de l’invasion afin de mieux comprendre les facteurs d’expansion de la fasciolose à échelle globale.

Mots-clés : Phylogéographie, génétique des populations, grande douve du foie, Lymnaeidae, invasions biologiques

Diversity and biological invasions in the liver fluke - Lymnaeidae system : factors of fasciolosis expansion ?

Abstract

Globalization and the current global change have significant impacts on species distribution and community composition. When these species are involved in a host-parasite interaction, changes in species range distribution can result in the (re)emergence of infectious diseases. Fasciolosis, a disease caused by the liver flukes (Fasciola hepatica and Fasciola gigantica) is reemerging in many parts of the world. It is difficult to implement control programs because (1) the intermediate hosts, freshwater molluscs of the Lymnaeidae family, are composed by a group of cryptic species (2) several species involved in this system are invasive. The objective of this thesis was to study the ecological and evolutionary factors at a large scale in the interaction between the liver fluke and its intermediate hosts that might drive to fasciolosis (re)emergence. First, I developed molecular approaches to quickly identify cryptic species on the two liver flukes and on three Lymnaeidae species. Using one of these techniques, I identify the respective distribution of Galba schirazensis, Galba cubensis and Galba truncatula and infer their respective climatic envelope by ecological niche modelling. We then modelled and projected the potential species distribution ranges. We discussed the contribution of models to predict the species distribution in space and time giving a considerable advantage to control fasciolosis. I then study the genetic diversity structuration in invasive snails involved in the transmission of F. hepatica, using population genetics and phylogeny. I could infer colonization history, population dynamics and reproductive system of Pseudosuccinea columella, G. schirazensis and G. cubensis. I showed that these three species preferentially make inbreeding causing drastic losses of genetic diversity in the invasion front. However G. cubensis presents a coexistence of several genotypes in formerly colonized areas. Genetic differences between these three species are discussed in the light of what we know about their ecology. Overall, these results illustrate how dramatic the reduction in genetic diversity can be for hermaphrodite animals. Finally, we discuss the epidemiological risk related to the invasion by intermediate hosts depleted in genetic diversity. Indeed, a parasite might circulate easily in a clonal host population than in a polymorphic population. In my thesis I linked ecology, host-parasite interactions with genetics of the invasion to better understand the expansion of fasciolosis at a global scale.

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